JPS6210018B2 - - Google Patents
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- JPS6210018B2 JPS6210018B2 JP54048233A JP4823379A JPS6210018B2 JP S6210018 B2 JPS6210018 B2 JP S6210018B2 JP 54048233 A JP54048233 A JP 54048233A JP 4823379 A JP4823379 A JP 4823379A JP S6210018 B2 JPS6210018 B2 JP S6210018B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
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- H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
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Description
本発明は、加熱酸化膜の形成方法に関し、特に
形成された加熱酸化膜厚を均一に得る方法に関す
るものである。 従来、加熱酸化膜の形成方法については、多く
の著書、論文等が発表されており、該加熱酸化の
方法も多くの種類がある。 該加熱酸化膜の形成方法の種類として第1の方
法は、乾燥酸素雰囲気中で加熱処理するいわゆる
ドライO2酸化方法であり、第2の方法は95℃か
ら98℃に保温した温水中に乾燥酸素(O2)又は乾
燥窒素(N2)を通した雰囲気中で加熱処理するい
わゆるウエツトO2又はウエツトN2酸化方法であ
り、第3の方法は水を煮沸させた雰囲気中で加熱
処理するいわゆるスチーム酸化方法である。該加
熱酸化膜の形成方法に関する従来からの方法には
いずれも種々の欠点があつた。 以下図面を参照して従来からの加熱酸化膜の形
成方法を詳細に説明する。 第1図a及び第2図bは半導体基板を加熱処理
して酸化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法を製
造工程順に示す断面図である。まず、半導体基板
1を用意し、加熱処理することによつて、表面に
加熱酸化膜2が得られる。第2図を参照すると、
第1の方法であるドライO2酸化方法10,1
1,12は酸化時間に対する酸化膜厚の成長率い
わゆる酸化膜成長率が比較的小さいことが解る。
ここで、特性10,11,12はそれぞれ加熱温
度が1200℃,1100℃,1000℃の場合である。従つ
て、同一膜厚を得る為には第2,第3の方法であ
るウエツトO2又はウエツトN2酸化方法13,1
4,15やスチーム酸化方法16,17,18と
比べて長い時間を必要とする。ここで、特性1
3,16と、14,17と15,18は、それぞ
れ加熱温度が1200℃,1100℃,1000℃の場合であ
る。この第1の方法は加熱酸化膜の形成方法とし
ては時間的な効率に劣る為従来は高い温度にて処
理が施されていた。このため半導体基板1内にN
型又はP型不純物拡散層が存在すると該不純物拡
散層の拡散層深さが早く進行するという欠点があ
つた。一方、第2、第3の方法であるウエツト
O2酸化方法ウエツトN2酸化方法、スチーム酸化
方法は、いずれも該ドライO2酸化方法に比較し
て、酸化膜成長率が大きい為確かに時間的な効率
に関しては問題はないが、得られた加熱酸化膜厚
の均一性に劣るという欠点があつた。 本発明の目的は加熱酸化膜の形成方法に関し、
特に比較的短い処理時間で均一性の良い加熱酸化
膜厚を得ることのできる加熱酸化膜の形成方法を
提供することにある。 本発明の特徴は、半導体基板を加熱処理して酸
化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法において、
加熱処理の初期段階においてドライ酸素雰囲気中
で処理し、引き続き該加熱処理の中期段階におい
てウエツト酸素雰囲気中、ウエツト窒素雰囲気中
あるいはスチーム中で処理し、さらに引き続き該
加熱処理の末期段階に不活性ガスの雰囲気中で処
理する工程を備えた加熱酸化膜の形成方法にあ
る。ここで初期段階において得られる酸化膜厚
と、中期段階において得られる酸化膜厚との比率
は、1対(10乃至100)であることが好ましい。 以下、本発明を図面を参照して説明する。第3
図は本発明の一実施例のタイム・スケジユールを
示す概略図であり、第4図は本発明を適用した場
合のガス混合装置の一実施例を示す概略図であ
る。図面を参照すると、第1図aに示した半導体
基板1に加熱処理を施して加熱酸化膜2を形成す
る際第3図に示した如く該加熱処理の全工程を3
段階に区分して、夫々初期段階、中期段階、末期
段階とし、夫々異つた雰囲気で加熱処理するもの
である。すなわち、加熱処理の初期段階では低い
酸化膜成長の雰囲気であるドライブO2雰囲気で
行い、該加熱処理の中期段階では高い酸化膜成長
の雰囲気であるウエツトO2、ウエツトN2、スチ
ーム雰囲気中で行い、該加熱処理の末期段階では
不活性ガスの雰囲気であるヘリウムや窒素、アル
ゴン等の雰囲気中で行うものである。 該加熱処理の中期段階が高い酸化膜成長率の雰
囲気である為、加熱酸化膜の大部分の膜厚を形成
させることになり、通常0.01時間から10時間程度
の時間が使用される。故に、該加熱処理の初期段
階、末期段階の時間は、該加熱処理の中期段階の
時間に対して、0.01倍から10倍を用いるのが良
い。 第4図は、本発明を適用して得られるガス混入
装置の一実施例である。図によれば加熱処理装置
6に導入される雰囲気として、ドライ(O2)3、
ウエツト(O2)3′、窒素3″の各弁が挙げられて
おり、該加熱処理によつて形成される酸化膜の厚
さに必要な時間に対してストツプバルブ3,
3′,3″を切り換えることによつて、夫々の雰囲
気を流量計4、フイルター5を通して、加熱処理
装置6に導入できることになる。 次の表1は本発明の効果を示しており1000℃に
おける従来方法の加熱処理によつて得られた膜厚
の均一性と本発明を適用した加熱処理によつて得
られた膜厚の均一性を比較対照して示すと共に、
従来方法の加熱処理に必要な時間と本発明を適用
した加熱処理に必要な時間を比較対照したもので
ある。
形成された加熱酸化膜厚を均一に得る方法に関す
るものである。 従来、加熱酸化膜の形成方法については、多く
の著書、論文等が発表されており、該加熱酸化の
方法も多くの種類がある。 該加熱酸化膜の形成方法の種類として第1の方
法は、乾燥酸素雰囲気中で加熱処理するいわゆる
ドライO2酸化方法であり、第2の方法は95℃か
ら98℃に保温した温水中に乾燥酸素(O2)又は乾
燥窒素(N2)を通した雰囲気中で加熱処理するい
わゆるウエツトO2又はウエツトN2酸化方法であ
り、第3の方法は水を煮沸させた雰囲気中で加熱
処理するいわゆるスチーム酸化方法である。該加
熱酸化膜の形成方法に関する従来からの方法には
いずれも種々の欠点があつた。 以下図面を参照して従来からの加熱酸化膜の形
成方法を詳細に説明する。 第1図a及び第2図bは半導体基板を加熱処理
して酸化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法を製
造工程順に示す断面図である。まず、半導体基板
1を用意し、加熱処理することによつて、表面に
加熱酸化膜2が得られる。第2図を参照すると、
第1の方法であるドライO2酸化方法10,1
1,12は酸化時間に対する酸化膜厚の成長率い
わゆる酸化膜成長率が比較的小さいことが解る。
ここで、特性10,11,12はそれぞれ加熱温
度が1200℃,1100℃,1000℃の場合である。従つ
て、同一膜厚を得る為には第2,第3の方法であ
るウエツトO2又はウエツトN2酸化方法13,1
4,15やスチーム酸化方法16,17,18と
比べて長い時間を必要とする。ここで、特性1
3,16と、14,17と15,18は、それぞ
れ加熱温度が1200℃,1100℃,1000℃の場合であ
る。この第1の方法は加熱酸化膜の形成方法とし
ては時間的な効率に劣る為従来は高い温度にて処
理が施されていた。このため半導体基板1内にN
型又はP型不純物拡散層が存在すると該不純物拡
散層の拡散層深さが早く進行するという欠点があ
つた。一方、第2、第3の方法であるウエツト
O2酸化方法ウエツトN2酸化方法、スチーム酸化
方法は、いずれも該ドライO2酸化方法に比較し
て、酸化膜成長率が大きい為確かに時間的な効率
に関しては問題はないが、得られた加熱酸化膜厚
の均一性に劣るという欠点があつた。 本発明の目的は加熱酸化膜の形成方法に関し、
特に比較的短い処理時間で均一性の良い加熱酸化
膜厚を得ることのできる加熱酸化膜の形成方法を
提供することにある。 本発明の特徴は、半導体基板を加熱処理して酸
化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法において、
加熱処理の初期段階においてドライ酸素雰囲気中
で処理し、引き続き該加熱処理の中期段階におい
てウエツト酸素雰囲気中、ウエツト窒素雰囲気中
あるいはスチーム中で処理し、さらに引き続き該
加熱処理の末期段階に不活性ガスの雰囲気中で処
理する工程を備えた加熱酸化膜の形成方法にあ
る。ここで初期段階において得られる酸化膜厚
と、中期段階において得られる酸化膜厚との比率
は、1対(10乃至100)であることが好ましい。 以下、本発明を図面を参照して説明する。第3
図は本発明の一実施例のタイム・スケジユールを
示す概略図であり、第4図は本発明を適用した場
合のガス混合装置の一実施例を示す概略図であ
る。図面を参照すると、第1図aに示した半導体
基板1に加熱処理を施して加熱酸化膜2を形成す
る際第3図に示した如く該加熱処理の全工程を3
段階に区分して、夫々初期段階、中期段階、末期
段階とし、夫々異つた雰囲気で加熱処理するもの
である。すなわち、加熱処理の初期段階では低い
酸化膜成長の雰囲気であるドライブO2雰囲気で
行い、該加熱処理の中期段階では高い酸化膜成長
の雰囲気であるウエツトO2、ウエツトN2、スチ
ーム雰囲気中で行い、該加熱処理の末期段階では
不活性ガスの雰囲気であるヘリウムや窒素、アル
ゴン等の雰囲気中で行うものである。 該加熱処理の中期段階が高い酸化膜成長率の雰
囲気である為、加熱酸化膜の大部分の膜厚を形成
させることになり、通常0.01時間から10時間程度
の時間が使用される。故に、該加熱処理の初期段
階、末期段階の時間は、該加熱処理の中期段階の
時間に対して、0.01倍から10倍を用いるのが良
い。 第4図は、本発明を適用して得られるガス混入
装置の一実施例である。図によれば加熱処理装置
6に導入される雰囲気として、ドライ(O2)3、
ウエツト(O2)3′、窒素3″の各弁が挙げられて
おり、該加熱処理によつて形成される酸化膜の厚
さに必要な時間に対してストツプバルブ3,
3′,3″を切り換えることによつて、夫々の雰囲
気を流量計4、フイルター5を通して、加熱処理
装置6に導入できることになる。 次の表1は本発明の効果を示しており1000℃に
おける従来方法の加熱処理によつて得られた膜厚
の均一性と本発明を適用した加熱処理によつて得
られた膜厚の均一性を比較対照して示すと共に、
従来方法の加熱処理に必要な時間と本発明を適用
した加熱処理に必要な時間を比較対照したもので
ある。
【表】
ここで、比較対照に使用された半導体基板1
は、結晶面<111>、ドーブ剤としてはリンを使
用し、不純物濃度を1〜1.5×1015(cm-3)に制御
したシリコン基板を使用した。又、加熱酸化膜厚
の測定はエリプソメータを使用した。 表1より明らかな様に本発明によれば比較的短
い時間で、ドライO2酸化と同等の値が得られて
おり、また半導体基板を加熱処理して酸化膜を形
成する加熱酸化膜の形成方法において、得られる
膜厚の均一性と該加熱処理に必要な時間との兼ね
合せにより大きな利点を有していることが解る。 以上、本発明を半導体基板を代表させて説明し
たが、本発明は多結晶シリコン膜、窒化膜に対す
る加熱酸化膜の形成方法にも適用出来るものであ
る。 又、本発明の加熱処理の中期段階に使用される
高酸化膜成長率雰囲気としこのウエツトO2、ウ
エツトN2、スチームについては直接、加熱処理
装置に導入する方法を代表させて説明したが、本
発明は加熱処理内に設置された炉芯管の中で、水
素、酸素、窒素を反応させてウエツトO2、ウエ
ツトN2、スチームを発生させる方法についても
適用出来るものである。
は、結晶面<111>、ドーブ剤としてはリンを使
用し、不純物濃度を1〜1.5×1015(cm-3)に制御
したシリコン基板を使用した。又、加熱酸化膜厚
の測定はエリプソメータを使用した。 表1より明らかな様に本発明によれば比較的短
い時間で、ドライO2酸化と同等の値が得られて
おり、また半導体基板を加熱処理して酸化膜を形
成する加熱酸化膜の形成方法において、得られる
膜厚の均一性と該加熱処理に必要な時間との兼ね
合せにより大きな利点を有していることが解る。 以上、本発明を半導体基板を代表させて説明し
たが、本発明は多結晶シリコン膜、窒化膜に対す
る加熱酸化膜の形成方法にも適用出来るものであ
る。 又、本発明の加熱処理の中期段階に使用される
高酸化膜成長率雰囲気としこのウエツトO2、ウ
エツトN2、スチームについては直接、加熱処理
装置に導入する方法を代表させて説明したが、本
発明は加熱処理内に設置された炉芯管の中で、水
素、酸素、窒素を反応させてウエツトO2、ウエ
ツトN2、スチームを発生させる方法についても
適用出来るものである。
第1図a及び第1図bは半導体基板を加熱処理
して酸化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法を製
造工程順に示す断面図であり、第2図は酸化時間
と、酸化膜の関係を示す特性図であり、第3図は
本発明の一実施例のタイム・スケジユールを示す
概略図であり、第4図は本発明を適用した場合の
ガス混合装置の一実施例を示す概略図である。 尚、図において、1……半導体基板、2……加
熱酸化膜、3,3′,3″……ストツプバルブ、4
……流量計、5……フイルター、6……加熱処理
装置、7……炉芯管、10〜18……特性曲線。
して酸化膜を形成する加熱酸化膜の形成方法を製
造工程順に示す断面図であり、第2図は酸化時間
と、酸化膜の関係を示す特性図であり、第3図は
本発明の一実施例のタイム・スケジユールを示す
概略図であり、第4図は本発明を適用した場合の
ガス混合装置の一実施例を示す概略図である。 尚、図において、1……半導体基板、2……加
熱酸化膜、3,3′,3″……ストツプバルブ、4
……流量計、5……フイルター、6……加熱処理
装置、7……炉芯管、10〜18……特性曲線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板を加熱処理して酸化膜を形成する
加熱酸化膜の形成方法において、加熱処理の初期
段階においてドライ酸素雰囲気中で処理し、引き
続き該加熱処理の中期段階においてウエツト酸素
雰囲気中、ウエツト窒素雰囲気中あるいはスチー
ム中で処理し、さらに引き続き該加熱処理の末期
段階に不活性ガスの雰囲気中で処理する工程を備
えたことを特徴とする加熱酸化膜の形成方法。 2 前記初期段階において得られる酸化膜厚と、
前記中期段階において得られる酸化膜厚との比率
を、1対(10乃至100)にならしめるように製造
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の加熱酸化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4823379A JPS55140234A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Method of forming oxide film by heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4823379A JPS55140234A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Method of forming oxide film by heating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55140234A JPS55140234A (en) | 1980-11-01 |
JPS6210018B2 true JPS6210018B2 (ja) | 1987-03-04 |
Family
ID=12797717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4823379A Granted JPS55140234A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Method of forming oxide film by heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55140234A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0573446B2 (ja) * | 1988-09-13 | 1993-10-14 | Wakayama Iron Works |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0691077B2 (ja) * | 1985-03-26 | 1994-11-14 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
US5057463A (en) * | 1990-02-28 | 1991-10-15 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Thin oxide structure and method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5421265A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method of semiconductor oxide film |
-
1979
- 1979-04-19 JP JP4823379A patent/JPS55140234A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5421265A (en) * | 1977-07-19 | 1979-02-17 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method of semiconductor oxide film |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0573446B2 (ja) * | 1988-09-13 | 1993-10-14 | Wakayama Iron Works |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55140234A (en) | 1980-11-01 |
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